科普下地下水位上升的原因

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　　地下水位上升有自然原因和人为原因。降雨量短时间增大、喀斯特地区地下河流向的改变、地震活动异常，这些都可能导致地下水位上升，属于自然原因。除此以外人工因素、例如人工补水和灌溉等，也会对导致地下水位上升。
　　导致地下水位变化的自然因素有哪些
　　1、降雨量。降雨量越大，渗入地下的水量就越大，地下水越丰富。
　　2、蒸发量。在干旱道地区，浅层地下水也会因表层土壤水分的蒸发而损失。地下水位越深，影响越小。如果灌溉量过大，也会因此形成盐碱地。
　　3、温度。在高寒和高纬度地区，当气温长时间低于0度时，表层地下水会凝固成冰，形成冻土。
　　地下水位下降的危害和防治措施
　　区域地下水位的大幅度持续下降，不仅给水源地带来巨大的经济损失，也会产生种种环境地质问题。其主要危害有如下几个方面:
　　1)由于区域地下水位下降，使取水工程的出水量不断减少，有时必须更换抽水设备才能取水，使抽水成本不断增加;严重时，甚至使水井报废。许多大型水源地和井灌区，都存在此问题。山东淄河的冲洪积扇区，因大量取水，15年内全区地下水位普遍下降了10m，最大者达30m以上，使原有2000余眼浅机井及附近泉水全部枯竭。报废机井、打深机井及更换水泵的经济损失达5000多万元。此外，耗电量的增加，使浇地成本由原来的每亩0.40～0.50元增加到1.50元以上，使全灌区每年多耗电费200多万元。该区内大武水源地的地下水位下降更大，仅1989年较1988年就下降了21.75m，降到-1.0m以下，最大埋深已达131.71m。
　　2)由于区域地下水位下降，可引起地面下沉、地裂及地面塌陷等严重环境地质问题。地面下沉是目前世界上许多抽取地下水的平原区，特别是滨海城市所共同面临的严重问题。一些地区的最大地面沉降值如下:美国的长滩市:9.5m;日本的东京市:4.6m，大阪:2.88m;墨西哥的墨西哥城:6m;中国的上海市:2.37m。国内至少有天津、西安、太原、苏州及台北等36座大、中城市都相继出现了地面下沉或开裂和塌陷等问题。东京、曼谷、伦敦、威尼斯等城市，因地面下沉都面临着部分市区被海水淹没的危险;曼谷、上海等城市，由于地面下沉，使城市污水和雨水经常积存于市区，不能及时排出。位于美国亚利桑那州皮纳耳和麦里科帕城之间的井灌区，早在1948～1967年间，地下水水位就下降了70～100m，地面沉降量达1.2m(最大达2.5m)。地面的不均匀沉降和伴生的地裂，使该地区的整个灌溉系统、公路、铁路、输水管道等都遭到破坏。最近，有一些生态和工程学家认为，过量开采地下水是造成某些地区大地震(如1985年9月19日的墨西哥城)的原因之一。造成地面沉降的原因很多，目前国际上公认的是由于大量抽取地下水，地下水位大幅度下降，促使上部易压缩粘性土层中的孔隙水排出，引起土层的固结压缩，导致地面下沉。据上海市的地面沉降量与地下水水位和开采量的历年观测资料可知，地面沉降量与地下水开采量和水位降深变化具有一致性。
　　3)在沿海地区，由于区域地下水位的大幅度下降，破坏了咸、淡水的天然平衡条件，引起海水入侵，使开采含水层水质恶化。如美国加利福尼亚州滨海地区，1944年的地下水位尚在海平面以上7.23m，到1954年，由于过量取用地下水，地下水位下降到海平面以下5.2m，引起海水严重倒灌，侵入沿海的13个含水层，使灌溉水质恶化，54万亩良田变为盐碱地。大连市郊，在1964年以前，地下水开采量不大，基本上不存在海水入侵问题。此后，由于大量超采地下水，到90年代末期，地下水位比1964年下降了10～40m，导致海水严重入侵，某些水源地的氯离子含量已高达1300mg/L。
　　4)由于区域地下水位下降，使一些著名的岩溶大泉干枯，破坏了以泉源景观为特色的旅游资源。著名的济南趵突泉等四大名泉、河南辉县百泉及太原晋祠泉等，自20世纪70年代以来，由于区域地下水位大幅度下降，致使泉流量和涌势大减，甚至出现长时间的干枯断流，使泉源旅游观赏价值大减，并使泉口引水工程废弃。
　　5)地下水位下降，还可造成地下空气缺氧的灾害。在某些城市，由于强烈取水，使地下水位迅速降低。被疏干的含水层(段)，通过水井或地下工程等通道贯入空气。当被疏干的含水层空间为强烈的还原环境时，贯入空气与岩层孔隙壁物质及残存水作用，使低价铁变成高价铁，从而消耗掉空气中的大量氧气;有机物质、土壤胶质以及不稳定的盐类，也都需要消耗氧气，因此，可使贯入该空间的空气严重缺氧。如果在修建地下工程时遇到上述缺氧空气，它们会由某些通道突然贯入工地，给施工人员带来严重后果。1971年以来，在日本东京的建筑施工中，曾多次发生由此引起的伤亡事故。
　　3.防治区域地下水位持续大幅度下降的措施
　　最好的措施是预防，把问题解决在出现之前，以免造成严重后果。在水源地的开发设计中，应根据地下水允许开采量及水资源的形成、分布特点，在开采量和开采井的布局上作出合理的安排，以避免因开采使地下水位持续大幅度下降等环境地质问题。为此要求:以地下水流域(系统)或地下水盆地为单位，进行区域地表水、地下水资源统一评价;制订统一的水资源调度和开发方案;统筹兼顾处理区内供、排水问题，并对可能出现的环境地质问题作出预测和提出防治措施，达到既充分利用水资源、又能尽量减少其危害的目的。然而，实际上却难以做到把问题都解决在出现危机之前。一方面是由于地下水资源量难以作到准确计算;另一方面是由于人们对保护地下水资源的重要性认识不足，为了生产、生活的需要，不惜超量开采，常常是等问题发展到严重的时候才进行治理，这是错误的。一般可采取以下防治措施:
　　1)关闭某些水源地或减少开采井数，把开采量压缩到水源地地下水补给量所允许的范围内。这是一种在没有条件进行地下水人工补给的地区采取的消极办法。
　　2)调整开采布局。这是用于改进因不合理开采引起某些含水层水位大幅度下降时所采取的办法。如可采取减小水井密度、扩大开采区或开采层位的办法，对厚度大的含水层或多层含水层，可实施分段或分层取水方案等。上海市为减少承压含水层的开采强度，规定把新建机井主要打在上下相邻的含水层中。
　　3)加强地下水管理，建立合理的开采制度。为了防止过量开采和集中开采，可作出某些限制水井水位降深、开采量、开采时间及井间距离等的规定。
　　4)对含水层进行地下水的人工补给，增加地下水总的可开采量。这是目前世界各国防止区域地下水位大幅度下降，扩大地下水资源的最积极措施。
　　5)建立和健全地下水动态监测网，加强水情监测和预报，尽可能早地发现问题，及时采取防患补救措施。